一種用于血液灌流的膽紅素吸附劑的制作方法
【專利摘要】一種用于血液灌流的膽紅素吸附劑。本發明基于分子印跡的原理，以與人血清白蛋白具有類似分子量的低聚大分子等為致孔劑，以聚苯乙烯-二乙烯基苯為基本骨架，按自由基懸浮聚合法制備了超大孔徑高比表面積的吸附劑。該吸附劑不僅具有超高的比表面積，也具有適合白蛋白結合膽紅素自由擴散的孔道，對結合與非結合膽紅素都具有良好的吸附效果。同時，該發明吸附劑較之傳統膽紅素吸附劑，還具有制備工藝簡單，生物相容性好，吸附容量大，無電解質紊亂風險等特點，不僅可用于血漿灌流，也可用于全血灌流清除膽紅素。
【專利說明】
—種用于血液灌流的膽紅素吸附劑
【技術領域】
[0001]本發明屬于生物醫藥【技術領域】，涉及一種新穎的醫用吸附劑，特別是適用于通過體外血液灌流清除血液中過高的膽紅素及膽酸的吸附劑。
【背景技術】
[0002]膽紅素(Bilirubin BR)是膽汁的主要色素之一，由衰老紅細胞產生，主要經肝臟代謝后排泄。如體內膽紅素產生過多，或肝臟對膽紅素的攝取、代謝或排泄功能發生障礙，膽紅素就會在體內蓄積，導致發生膽紅素血癥。游離膽紅素是一種內源性毒素，其親脂性是其極易通過生物膜，并在組織內沉積，造成鞏膜、皮膚等黃染。當血漿中未結合膽紅素濃度超過20-25mg/dl時，其可透過血-腦屏障和神經核團結合，干擾腦細胞功能，對大腦造成不可逆損傷，即膽紅素性腦病，預后很差，甚至危及患者生命。另外，臨床上很多疾病都和膽紅素在體內的積蓄有關，如果能有效清除患者體內過量的膽紅素，對于改善生命質量、挽救患者生命具有重大意義。
[0003]目前臨床上對高膽紅素血癥的治療主要采用光療、藥物治療、血漿置換和血液凈化(透析和血液灌流等)治療等。光療主要針對癥狀較輕患者；藥物治療臨床效果不很理想，患者癥狀往往不能得到及時改善；血漿置換需要大量新鮮血漿，費用較高且來源有限，而且存在交叉感染風險；血液透析對小分子、水溶性毒素有較好效果，對脂溶性膽紅素并不理想；就膽紅素的清除而言，血液灌流具有明顯優勢，并得到臨床越來越多地關注。
[0004]在高膽紅素血癥的血液灌流治療方面，所采用的吸附劑材料主要為活性炭和合成樹脂。活性炭比表面積高、平均孔徑較小，對膽紅素的吸附效果不太理想，且容易脫顆粒引起栓塞。合成樹脂的應用則主要集中于大孔型陰離子交換樹脂領域，如日本Kuraray公司生產的BL-300，日本旭化成的BR-350，德國的MARS系統，我國鍵帆的BS-300等產品所用吸附劑均為陰離子樹脂，這些樹脂因帶有強堿性基團，多采用血漿灌流方式，同時具有引起血液電解質紊亂的風險。在研究領域，有采用苯乙烯載體，通過活化接枝活性氨基、糊精等為配基；采用聚乙烯醇為載體，接枝多胺配基；采用瓊脂糖載體，接枝帶有胺基的分子為配基；也有在苯乙烯骨架中引入氰基等的吸附樹脂，以上樹脂基于多種因素，仍停留在實驗室研究，研究數據也多基于小分子游離膽紅素的清除，所以并不能真實反映臨床應用所面臨的現實。
[0005]目前在膽紅素吸附劑的研究方面，仍是基于膽紅素分子結構的親脂性鏈段和負離子羧基，通過在吸附劑上引入正離子胺基增加對血液中膽紅素的清除效果。但該類吸附劑僅能用于血漿灌流，且生物相容性較差，存在電解質紊亂等問題需要關注，同時也大大增加了患者的醫療費用。
[0006]我國目前尚沒有一種可以用于全血灌流，且對膽紅素清除效果優異的吸附劑產品出現。因此，臨床急需一種新型膽紅素吸附劑產品，它不僅能用于全血灌流，而且能高效清除血液中的膽紅素，同時也具有相對低廉的成本，使血液灌流技術更廣泛服務于廣大患者。
【發明內容】
[0007]本發明目的是針對現有膽紅素吸附劑存在的不足，提供一種生物相容性好，強度高、吸附容量大且制造成本低，可用于全血灌流的膽紅素吸附劑及其制備方法。
[0008]本發明提供的用于血液灌流得膽紅素吸附劑，是以交聯聚苯乙烯-二乙烯苯微球為基本載體，以低聚高分子(聚合度100-1000的低聚苯乙烯、聚合度100-1000的低聚甲基丙烯酸酯類、聚合度200-800的聚醋酸乙烯酯等)、甲苯、液蠟、固蠟、以及它們的比例混合物為致孔劑，按自由基懸浮聚合法制備的大孔吸附樹脂微球，然后將該微球采用具有良好生物相容性材料進行包膜，進一步提高吸附劑的生物相容性和吸附選擇性；
載體為球形，溶脹度低，機械強度良好，粒徑在0.3-1.0mm之間，比表面積500_1500m2/g,孔徑 5-50nm.本發明優先選用苯乙烯-二乙烯苯聚合物微球為載體材料，該材料制備工藝簡單、結構可靈活調控。
[0009]本發明選用的包膜材料為火棉膠或聚甲基丙烯酸β羥乙酯。通過調節包膜材料的厚度，增加載體良好生物相容性的同時，也可賦予吸附劑載體的對血液中物質的選擇性吸附效應。所用的包膜材料也可為殼聚糖、肝素、聚乙烯醇、肝素等。
[0010]本發明提供的吸附劑可用于血漿灌流清除膽紅素，或者用于全血灌流。
[0011]本發明提供的吸附劑的制備方法，可通過以下步驟實現:
第I步、交聯聚苯乙烯-二乙烯苯大孔微球制備
第1.1、在常溫下，將明膠或聚乙烯醇溶解于水中，配成1.0-2.0% (質量分數)的水相，加熱至30-55°C以使明膠或聚乙烯醇充分溶解；
第1.2、以質量比為0-1:1的苯乙烯和二乙烯基苯為反應單體；以反應單體0.5-3倍(質量比)的低聚苯乙烯、低聚甲基丙烯酸酯類、聚醋酸乙烯酯、甲苯、液蠟、固蠟等，或它們的比例混合物為致孔劑；將反應單體和致孔劑混合，稱之為油相。
[0012]第1.3、將以上所述的水相與油相混合，其中水相與油相的體積比為3-4:1 ;以過氧化苯甲酰或偶氮二異丁氰為引發劑，用量為混合單體總質量的1-3%;經懸浮聚合、以1-20C /5分鐘的速度緩慢升溫至70-80°C，反應3-5小時，再以1_2°C /5分鐘的速度緩慢升溫至85°C反應3-5小時，再以1_2°C /5分鐘的速度緩慢升溫至95°C以上，反應3_5小時，反應體系經過濾、洗滌處理后，制備出聚苯乙烯大孔球，備用。
[0013]第2步、包膜
第2.1、將包膜劑(火棉膠或聚甲基丙烯酸β羥乙酯等)溶于溶劑(乙醇、乙醚等或它們的混合溶劑)中，制備得到濃度為0.1-1% (包膜劑和溶劑質量比)的包膜劑溶液。
[0014]第2.2、然后取第I步所制備吸附劑，將包膜劑溶液加入到吸附劑中，使吸附劑得到充分浸泡，包膜劑用量為吸附劑的1-3倍(體積比)。再用乙醇或去離子水充分清洗，得到包膜的吸附劑產品。
[0015]本發明所制備膽紅素吸附劑的外觀和理化參數為:乳白色球形顆粒，粒徑0.3-1.0mm,比表面積500_1500m2/g干樹脂，含水量50-65%,平均孔徑5_50nm，孔隙率50-80%。該吸附劑可用于血液灌流清除血液中的膽紅素。
[0016]本發明的優點和有益效果
本發明依據結合白蛋白的膽紅素的分子大小，設計了大孔徑、高比表面積聚苯乙烯型吸附劑。通過調節包膜材料的種類和厚度，不僅可以增加載體良好生物相容性的同時，也可賦予吸附劑載體的對血液中物質的選擇性吸附效應。吸附實驗表明，本發明的膽紅素吸附劑對血液中的膽紅素具有優良的吸附性能和血液相容性，用于治療高膽紅素血癥安全、有效。
[0017]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是不同吸附劑對膽紅素的吸附率測試結果圖。
[0019]
【具體實施方式】
[0020]實施例1高交聯大孔微球的制備
在常溫下，將1g明膠溶解于100ml水中，配成1.0%(質量分數)的水溶液，置于2000ml的三口瓶中加熱至45°C以使明膠充分溶解；將50g苯乙烯、10g 二乙烯基苯、IlOg甲苯、190g液體石臘、1g低聚苯乙烯(聚合度1000)和1.5g偶氮二異丁氰混合均勻后加入三口瓶中，開動攪拌，調節轉速使油珠分散成適度大小，經懸浮聚合、以1_2°C /5分鐘的速度緩慢升溫至78 V，反應3小時，再以1-2°C /5分鐘的速度緩慢升溫至85°C，反應3小時，再以1_2°C /5分鐘的速度緩慢升溫至95°C以上，反應5小時，然后停止反應，過濾、洗滌處理后，制備出交聯聚苯乙烯_ 二乙烯基苯大孔球。粒徑0.5-1.0mm,平均孔徑25nm,比表面積620m2/g。
[0021]實施例2高交聯大孔微球的制備
在常溫下，將18g聚乙烯醇溶解于1200ml水中，配成1.5% (質量分數)的水溶液，置于3000ml的三口瓶中加熱至45°C以使聚乙烯醇充分溶解；將苯乙烯25g，125g 二乙烯基苯、20g低聚甲基丙烯酸酯類、80g甲苯、25g液體石臘、25g固體石臘和2.0g過氧化苯甲酰混合均勻后加入三口瓶中，開動攪拌，調節轉速使油珠分散，經懸浮聚合、以1_2°C /5分鐘的速度緩慢升溫至78°C，反應3小時，再以1-2°C /5分鐘的速度緩慢升溫至85°C，反應3小時，再以1-2°C /5分鐘的速度緩慢升溫至95°C以上，反應5小時，然后停止反應，過濾、洗滌處理后，制備出高交聯聚苯乙烯-二乙烯苯大孔球。粒徑0.3-1.0mm,平均孔徑25nm,比表面積 700m2/g。
[0022]實施例3高交聯超大孔微球的制備
在常溫下，將20g聚乙烯醇溶解于100ml水中，配成2.0% (質量分數)的水溶液，置于2000ml的三口瓶中加熱至45°C以使聚乙烯醇充分溶解；將150g 二乙烯基苯、200g甲苯、190g固體石臘、15g聚醋酸乙烯酯(聚合度500)和1.5g過氧化苯甲酰混合均勻后加入三口瓶中，開動攪拌，調節轉速使油珠分散成適度大小，經懸浮聚合、以1_2°C /5分鐘的速度緩慢升溫至78°C，反應3小時，再以1-2°C /5分鐘的速度緩慢升溫至85°C，反應3小時，再以1_2°C /5分鐘的速度緩慢升溫至95°C以上，反應5小時，然后停止反應，過濾、洗滌處理后，制備出高交聯超大孔微球。粒徑0.3-1.0mm,平均孔徑45nm,比表面積1200m2/g。
[0023]實施例4火棉膠包膜
準確稱取實施例1中處理好的微球10ml，攪拌下加入到1ml含1% (質量比)火棉膠的乙醇溶液中，繼續攪拌，使火棉膠均勻分布于微球表面，回收乙醇溶劑后，將包膜后樹脂用注射用水反復漂洗后，干燥備用，編號:SSL-1。
[0024]實施例5包膜
將0.1g的0.5%交聯度的甲基丙烯酸β羥乙酯聚合物，溶于20ml的乙醚中，配制得到0.5%的包膜劑溶液，然后準確稱取實施例2中處理好的微球1ml，攪拌下加入到乙醚溶液中，繼續攪拌，使聚甲基丙烯酸β羥乙酯聚合物均勻分布于微球表面，回收乙醚溶劑后，將包膜后樹脂用注射用水反復漂洗后，干燥備用，編號:SSL-2。
[0025]實施例6包膜
將0.02g的0.5%交聯度的甲基丙烯酸羥乙酯聚合物，溶于20ml的乙醚中，配制得到
0.1%的包膜劑溶液，然后準確稱取實施例3中處理好的微球1ml，攪拌下加入到乙醚溶液中，繼續攪拌，使甲基丙烯酸羥乙酯聚合物均勻分布于微球表面，回收乙醚溶劑后，將包膜后樹脂用注射用水反復漂洗后，干燥備用，編號:SSL-3。
[0026]實施例7大孔微球靜態吸附實驗
模擬高膽紅素血請的配制:稱取2.0g牛血清白蛋白，加入PBS緩沖液133ml溶解，得到模擬血清液。再精確稱取15mg膽紅素，用3.0ml 二甲亞砜和2.0ml碳酸鈉溶液(0.1 mol/L)溶解，并用已配得的模擬血清液定容，得到10ml的膽紅素溶液。
[0027]取實施例4、5、6中的SSL-1、SSL_2、SSL-3大孔微球為試驗組，以XAD-4 (美國羅門哈斯公司購買)樹脂為對照研究對象，分別取各類樹脂0.5ml于25ml錐形瓶中，用注射器將水吸干，加入15ml模擬高膽紅素血清液，用塞子塞緊，并用封口膜密封。避光置于空氣搖床中，37°C震蕩吸附2h。
[0028]取上清測膽紅素濃度，并設空白對照，每組試驗重復三次，并根據下列公式計算吸附量和單位體積樹脂的吸附率:
AP= (Cl-Cs)/Cix 100%
式中，AP為吸附率(%)，CjPCf2分別為吸附前后膽紅素的濃度(mg/dl)。
[0029]測試結果為見圖1，結果可見，XAD-4對模擬血清中的膽紅素的吸附率在40%左右，而本發明樹脂對同體系中的膽紅素的吸附率均在85%以上，較之對照組高出一倍以上。
[0030]實施例8大孔微球靜態血液相容性測試
分別稱取0.2mL吸附劑SSL-1、SSL-2、SSL-3，用氯化鈉注射液充分沖洗后加入到2mLEDTA-K2抗凝的人血液中，空白對照組血液中不加吸附劑，37 °C水浴放置2h，分別取20μ1于血液細胞分析儀測定血細胞指標變化。
[0031]結果見下表: 吸附劑白綑廳紅鑛廳血小板CfBC 107L) ClBC 11VD CPLT 107i)Control I 12 + 0, 06 7.83士O, 0-1 158.37 士:L !8SSL-1.107 ±0,08 7.64 + 0.28 132+.56±1.S5SSL-2 4.05 + 0.09 7.53十0.33 150.63 + 2.06__SSL-3_3.98 +0.11_7.3.9 + 0.26_I'H.+.13 十 2- 23
從表中結果可知:本發明所得的吸附劑，均具有良好的血液相容性。
【權利要求】
1.一種用于血液灌流的膽紅素吸附劑，其特征在于該吸附劑以聚苯乙烯-二乙烯基苯為載體，以甲苯、液蠟、固體石蠟、低聚高分子以及它們的比例混合物為致孔劑，按自由基懸浮聚合法制備的大孔吸附樹脂微球，然后將該微球采用具有良好生物相容性材料進行包膜，進一步提高吸附劑的生物相容性。
2.根據權利要求1所述的吸附劑，其特征在于所述的載體微球粒徑0.3-1.0mm之間，比表面積 500-1500m2/g,孔徑 5_50nm。
3.根據權利要求1所述的吸附劑，其特征在于所用的包膜材料為火棉膠或交聯聚甲基丙烯酸β羥乙酯。
4.根據權利要求1所述的吸附劑，其特征在于所述的低聚高分子致孔劑為聚合度100-1000的低聚苯乙烯、聚合度200-800的聚醋酸乙烯酯和聚合度100-1000的聚甲基丙烯酸酯。
5.權利要求1所述的吸附劑的應用，用于血漿灌流清除膽紅素，或者用于全血灌流。
【文檔編號】B01J20/26GK104174385SQ201410362280
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】歐來良, 俞耀庭, 陳建, 王為超 申請人:南開大學